碳元素有多种同素异形体,其中金刚石和石墨是常见的两种.人们在生产和科学研究中发现了一个普遍规律,物质的能量越低越稳定,化学变化从能量变化的角度来分析,就是由高能量的物质向低能量的物质转化,如要使化学变化反向进行,则必须控制一定的条件.众所周知,天然金刚石是罕见的,而石墨则在自然界中含量较多.由实验可知,如果要实现石墨转化为金刚石的转化,则至少要在1700K和6×1.01×108千帕压强的条件下进行,而且还要一种催化剂.1954年,霍尔首先在有FeS存在的条件下制得金刚石.有一种观点认为从石墨到金刚石结构转化过程中,石墨碳原子间的链不发生断裂,而是在催化剂的作用下,按一定的方向位移直接转化为金刚石的结构,这种转化的前后结构如图所示.
试回答下列问题:
(1)根据题中所述,可知金刚石的能量___(填高于、低于或等于)石墨的能量.
(2)霍尔在制金刚石时所用的FeS的作用是___.
(3)从图示可看出,金刚石是一种空间网状晶体,每个碳原子结合另外___个碳原子.已知所有的原子间的距离是相等的.晶体中最小的结构单元(即以一个碳原子为中心,该碳原子另外与其相连的所有碳原子所构成的空间图形的几何形状)的构型是___.晶体中每一个最小的封闭的环上有___个碳原子.
(4)合成的金刚石夹杂了石墨,要得到纯净的金刚石,需要用高氯酸(HClO4)来清洗掉石墨,产物除H2O是液体外,其余都是气体,一种是无色无毒的化合物,另一种是有色有毒的氯气(Cl2).则用高氯酸清除石墨的化学反应方程式为:___
(5)发生过火山爆发的地方,在火山口喷口附近的熔岩渣中有可能找到___(填金刚石或石墨).
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